Java中的原子类-枚举-类加载器

原子类-枚举-类加载器

原子类介绍:

原子类是指能够保持自身状态的类，具有原子性质，不会被其他线程中断或干扰。在并发编程中，使用原子类能够实现线程安全，避免竞态条件和死锁等问题。

Java中的原子类包括AtomicBoolean、AtomicInteger、AtomicLong、AtomicReference、AtomicStampedReference等，它们都提供了原子操作方法，如compareAndSet、incrementAndGet、decrementAndGet等，可以确保操作的原子性和线程安全性。

虽然原子类提供了原子性和线程安全性，但并不保证多个原子操作的组合操作也是原子的。在并发环境下，也需要使用锁和同步机制来保证多个操作的整体原子性。

原子类的方法总结:

Java中的原子类提供的这些方法都是线程安全的，不会被其他线程中断或干扰。

1. 读取方法

• get()：获取当前值

2. 修改方法

• set()：设置当前值
• lazySet()：延迟设置当前值。与set()不同的是，它不保证其他线程立即看到修改后的值，而是在可能的情况下延迟更新值，从而提高性能。
• compareAndSet()：比较并设置。如果当前值等于预期值（expected），则设置新值（update）并返回true；否则返回false。
• weakCompareAndSet()：弱比较并设置。与compareAndSet()类似，但是在一些平台上不保证原子性，因此在可能的情况下也会延迟更新值，从而提高性能。

3. 自增自减方法

• incrementAndGet()：自增1并返回新值
• getAndIncrement()：返回当前值并自增1
• decrementAndGet()：自减1并返回新值
• getAndDecrement()：返回当前值并自减1

4. 加减方法

• addAndGet(int delta)：增加指定值delta并返回新值
• getAndAdd(int delta)：返回当前值并加上指定值delta

5. 其他方法

• getAndSet()：获取当前值并设置新值。
• weakCompareAndSetVolatile()、compareAndExchange()等，基本与compareAndSet()类似。

虽然原子类提供了原子性和线程安全性，但不保证多个原子操作的组合操作也是原子的。在并发环境下，也需要使用锁和同步机制来保证多个操作的整体原子性。

Java中枚举的特点:

Java中枚举是一种特殊的数据类型，它允许我们将一组具有相同属性的常量组合在一起并进行管理。枚举的特点有：

1. 在枚举中只能定义常量，不能定义变量。
2. 枚举的常量可以具有不同类型的值，但它们必须在枚举声明中被初始化。
3. 枚举可以具有方法，可以覆盖从枚举类继承的方法。

枚举的常用方法如下：

1. values(): 返回枚举类型的常量数组。
2. valueOf(String name): 返回名称为name的枚举常量。
3. name(): 返回枚举常量的名称。
4. ordinal(): 返回枚举常量在枚举中定义的顺序。

枚举可以用于定义和管理常量集合，这些常量在枚举类型中定义，并可以通过名称或序号进行访问。示例如下：

public enum DayOfWeek {
    MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY;
}

在上述示例中，定义了一个DayOfWeek枚举类型的常量集合，它包含星期一到星期日的所有名称常量。我们可以使用以下方式访问这些常量：

DayOfWeek monday = DayOfWeek.MONDAY;
System.out.println(monday);
System.out.println(monday.name());
System.out.println(monday.ordinal());

DayOfWeek[] daysOfWeek = DayOfWeek.values();
for (DayOfWeek day : daysOfWeek) {
    System.out.println(day);
}

通过以上代码，我们得到的输出结果为：

MONDAY
MONDAY
0
MONDAY
TUESDAY
WEDNESDAY
THURSDAY
FRIDAY
SATURDAY
SUNDAY

可以看出，可以通过name()方法获取常量名称，通过ordinal()方法获取常量在枚举中定义的顺序，并且可以使用values()方法获取枚举类型的常量数组。

总之，枚举是定义常量集合的一种好方式，可以使代码更加声明式和易于理解。

什么是类加载器:

类加载器是Java虚拟机（JVM）的一部分，它是负责将类的字节码加载到JVM中执行的组件。当使用Java程序时，JVM会在运行时动态地加载类，而类加载器就是实现这个任务的重要组成部分。

类加载的过程分为三个步骤：加载、链接和初始化。当程序在运行时需要使用某个类时，类加载器会先查找该类是否已经被加载到内存中。若没有，则进行加载，即使用类加载器读取该类的字节码并生成对应的Class对象。然后进行链接，包括验证、准备和解析三个步骤，检查加载的类是否合法并进行内存分配等工作。最后进行初始化，即执行类构造器方法（）。

Java虚拟机有3种类加载器，分别是引导类加载器（Bootstrap ClassLoader）、扩展类加载器（Extension ClassLoader）和系统类加载器（AppClassLoader）。其中，引导类加载器负责加载JVM自身以及核心库中的类；扩展类加载器和系统类加载器则负责加载用户自定义的类。

ClassLoader类中定义了两个重要的方法：loadClass和findClass。loadClass方法负责委派给父类加载器加载类，若父类加载器无法加载，则调用findClass方法加载。findClass方法实现类的自定义加载，即通过字节码获取Class对象。

自定义类加载器可以通过继承ClassLoader类，并实现findClass方法自定义加载类。这种方式常用于实现模块化系统或实现类热加载等场景。